CN111028624A - 一种物理教学用平抛运动演示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物理教学用平抛运动演示设备，其结构包括轨迹板、固定底板、固定台、固定节柱、辅助杆、抛物台、小球，固定底板上设有固定台，固定台位于固定底板的一边缘内侧处，固定台上设有固定节柱，本发明的有益效果：利用球体中的磁块与二号磁板磁性相异，实现小球吸引并带动轨迹画头随之运动，并且在此过程中轨迹画头始终在磁泳显示板上，从而画笔的触头在磁泳显示板上的运动轨迹即为小球做平抛运动的运动轨迹，通过控制两个转轴相向或者相悖旋转，实现画笔与擦拭磁铁处于相反的工作状态下，并可交替改变工作状态，达到在教学实验的过程中，学生可以直观观察小球的运动轨迹，有助于提高教学成果的吸收。

Description

一种物理教学用平抛运动演示设备

技术领域

本发明涉及物理教学领域，尤其是涉及到一种物理教学用平抛运动演示设备。

背景技术

科学的进步离不开人类探究，人类的探究的根源是以知识量作为基础，知识的获取的基本渠道为课堂教学，在物理教学中，实验教学尤为重要，并且实验教学学生的吸收能力相对于传统的书本、口述教学明显提高，目前的物理教学用平抛运动演示设备，具有以下缺陷：

现有的物理教学用平抛演示设备通过不断改变放置板的高度，使小球从不同的高度上抛出，让学生观察到不同高度下小球的平抛运动下落距离，从而加深学生对知识点的理解，而通过观察小球的运动只能准确知道小球的初始位置以及最终位置，无法明确知道小球在不同高度下平抛运动的轨迹之间之间的差异。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种物理教学用平抛运动演示设备，其结构包括轨迹板、固定底板、固定台、固定节柱、辅助杆、抛物台、小球，所述轨迹板与固定底板互相垂直设立，所述固定底板平铺设立，所述轨迹板与固定底板固定连接，所述固定底板上设有固定台，所述固定台位于固定底板的一边缘内侧处，所述固定台上设有固定节柱，所述固定节柱机械焊接在固定台中央，所述固定节柱两侧均设有辅助杆，所述辅助杆与固定节柱互相平行设立，所述辅助杆与固定台机械连接，所述抛物台位于固定台正北方向上，并且固定台与抛物台之间通过固定节柱、辅助杆相连接，所述抛物台上设有小球；

所述轨迹板由磁泳显示板、固定板体、轨迹画头构成，所述磁泳显示板设于固定板体上，所述磁泳显示板以内嵌的形式安装在固定板体上，所述轨迹画头设于磁泳显示板上，所述磁泳显示板与轨迹画头通过磁力互相吸引。

作为本发明的进一步优化，所述轨迹画头由一号磁板、涂画球、二号磁板构成，所述一号磁板与二号磁板外形相同，所述一号磁板呈圆饼状设立，所述一号磁板与二号磁板之间通过涂画球相连接，所述一号磁板与二号磁板均具有磁性。

作为本发明的进一步优化，所述涂画球由转轴、球形腔、画笔、控制机构构成，所述转轴设有两个，并且呈对称结构设立，所述转轴位于球形腔中靠近一号磁板的一侧，所述画笔安装在球形腔中央，所述画笔与一号磁板相连接，所述控制机构与画笔相配合，所述转轴与外机械力相连接，所述控制机构与转轴机械配合，所述控制机构与一号磁板相连接。

作为本发明的进一步优化，所述画笔由触头、笔杆、笔槽、连接扣构成，所述触头与笔杆固定连接，所述笔杆安装在笔槽内，所述笔杆与笔槽滑动配合，所述笔杆远离触头的一端上设有连接扣，所述连接扣与笔杆固定连接，所述连接扣与控制机构相连接。

作为本发明的进一步优化，所述控制机构由连接板、擦拭磁铁、一号连接杆、旋转板、环形槽、滑块、二号连接杆构成，所述连接板设有两个，所述连接板与擦拭磁铁固定连接，所述擦拭磁铁呈对称结构设于画笔两侧，所述擦拭磁铁呈扇形状设立，所述一号连接杆与二号连接杆结构相同，所述一号连接杆与二号连接杆通过滑块相连接，所述一号连接杆与二号连接杆呈弧形设立，所述滑块安装在环形槽内，所述滑块与环形槽相配合，所述旋转板与转轴机械焊接，所述旋转板远离转轴的一端固定在滑块上，所述二号连接杆与连接扣机械连接，所述一号连接杆与连接板固定连接。

作为本发明的进一步优化，所述小球由光滑层、球体、磁块构成，所述光滑层为球体的最外层，所述球体中央设有矩形腔，所述磁块以内嵌的形式设于球体中央，所述球体与磁块固定连接。

作为本发明的进一步优化，所述磁块的质量大小与磁块在球体中所在腔体内原本球体材料所占的质量大小相同，从而保障小球的运动轨迹不不受重力不均等的影响。

作为本发明的进一步优化，所述一号磁板上设有触头孔、擦拭磁铁框构成，所述触头孔位于一号磁板中央，并将该面板贯穿，所述擦拭磁铁框设有两个，所述擦拭磁铁框关于触头孔呈对称结构设立，所述触头孔、擦拭磁铁框处于同一水平面上。

作为本发明的进一步优化，所述抛物台上设有与小球相配合的滑槽，并且该滑槽呈一定弧度设立，便于为小球做平抛运动提供一定的助力。

作为本发明的进一步优化，所述的轨迹画头在磁泳显示板的处于二力平衡的状态，并且轨迹画头与小球之间互相吸引，本实验在理想状态下实行，并且在理想状态下，小球的运动轨迹不受轨迹画头的影响。

有益效果

本发明一种物理教学用平抛运动演示设备，将小球放置在抛物台上与小球相配合的滑槽中，由于球体外壁为光滑层，使得小球的助力更为充足，当小球从抛物台上飞出做平抛运动的过程中，球体中的磁块与二号磁板磁性相异，从而小球吸引并带动轨迹画头随之运动，在此过程中，轨迹画头始终在磁泳显示板上，画笔的触头与磁泳显示板相接触，并随着小球运动，从而触头在磁泳显示板上上的运动轨迹就是小球做平抛运动的轨迹，便于在教学演示的过程中，学生可以直观看清小球的运动轨迹，当完成教学内容之后，转轴旋转并带动旋转板驱动滑块在环形槽中滑动，当两个转轴相悖旋转时，旋转板带动滑块将一号连接杆从环形槽中推出，使得擦拭磁铁被推出擦拭磁铁框，并与磁泳显示板相接触，在此过程中，二号连接杆将笔杆往笔槽内拉进，使得画笔收起，从而与磁泳显示板分离，通过手动移动轨迹画头，使得擦拭磁铁将画笔的运动轨迹覆盖，实现将该痕迹擦拭，便于下次教学使用。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明利用球体中的磁块与二号磁板磁性相异，实现小球吸引并带动轨迹画头随之运动，并且在此过程中轨迹画头始终在磁泳显示板上，从而画笔的触头在磁泳显示板上的运动轨迹即为小球做平抛运动的运动轨迹，通过控制两个转轴相向或者相悖旋转，实现画笔与擦拭磁铁处于相反的工作状态下，并可交替改变工作状态，达到在教学实验的过程中，学生可以直观观察小球的运动轨迹，有助于提高教学成果的吸收，并且在教学完毕之后可以将其擦除，实现反复使用，符合环保理念。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种物理教学用平抛运动演示设备的结构示意图。

图2为本发明一种物理教学用平抛运动演示设备的轨迹板结构图。

图3为本发明一种物理教学用平抛运动演示设备的轨迹画头剖面图。

图4为图3的工作状态结构图。

图5为本发明一种物理教学用平抛运动演示设备的小球结构图。

图6为本发明一种物理教学用平抛运动演示设备的一号磁板结构图。

图7为本发明一种物理教学用平抛运动演示设备的轨迹画头结构图。

图中:轨迹板-1、固定底板-2、固定台-3、固定节柱-4、辅助杆-5、抛物台-6、小球-7、磁泳显示板-11、固定板体-12、轨迹画头-13、一号磁板-131、涂画球-132、二号磁板-133、转轴-a、球形腔-b、画笔-c、控制机构-d、触头-c1、笔杆-c2、笔槽-c3、连接扣-c4、连接板-d1、擦拭磁铁-d2、一号连接杆-d3、旋转板-d4、环形槽-d5、滑块-d6、二号连接杆-d7、光滑层-71、球体-72、磁块-73、触头孔-1311、擦拭磁铁框-1312。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式以及附图说明，进一步阐述本发明的优选实施方案。

实施例1

请参阅图1-图7，本发明提供一种物理教学用平抛运动演示设备，其结构包括轨迹板1、固定底板2、固定台3、固定节柱4、辅助杆5、抛物台6、小球7，所述轨迹板1与固定底板2互相垂直设立，所述固定底板2平铺设立，所述轨迹板1与固定底板2固定连接，所述固定底板2上设有固定台3，所述固定台3位于固定底板2的一边缘内侧处，所述固定台3上设有固定节柱4，所述固定节柱4机械焊接在固定台3中央，所述固定节柱4两侧均设有辅助杆5，所述辅助杆5与固定节柱4互相平行设立，所述辅助杆5与固定台3机械连接，所述抛物台6位于固定台3正北方向上，并且固定台3与抛物台6之间通过固定节柱4、辅助杆5相连接，所述抛物台6上设有小球7；

所述轨迹板1由磁泳显示板11、固定板体12、轨迹画头13构成，所述磁泳显示板11设于固定板体12上，所述磁泳显示板11以内嵌的形式安装在固定板体12上，所述轨迹画头13设于磁泳显示板11上，所述磁泳显示板11与轨迹画头13通过磁力互相吸引。

所述轨迹画头13由一号磁板131、涂画球132、二号磁板133构成，所述一号磁板131与二号磁板133外形相同，所述一号磁板131呈圆饼状设立，所述一号磁板131与二号磁板133之间通过涂画球132相连接，所述一号磁板131与二号磁板133均具有磁性，所述二号磁板133的磁性与磁块73的磁性相异，从而使得二者相互吸引，实现小球7带动轨迹画头13随之运动。

所述涂画球132由转轴a、球形腔b、画笔c、控制机构d构成，所述转轴a设有两个，并且呈对称结构设立，所述转轴a位于球形腔b中靠近一号磁板131的一侧，所述画笔c安装在球形腔b中央，所述画笔c与一号磁板131相连接，所述控制机构d与画笔c相配合，所述转轴a与外机械力相连接，所述控制机构d与转轴a机械配合，所述控制机构d与一号磁板131相连接，所述画笔c通过一号磁板131与磁泳显示板11相连接，从而在磁泳显示板11上留下痕迹，即为小球7的运动轨迹。

所述画笔c由触头c1、笔杆c2、笔槽c3、连接扣c4构成，所述触头c1与笔杆c2固定连接，所述笔杆c2安装在笔槽c3内，所述笔杆c2与笔槽c3滑动配合，所述笔杆c2远离触头c1的一端上设有连接扣c4，所述连接扣c4与笔杆c2固定连接，所述连接扣c4与控制机构d相连接，所述触头c1的顶端带有磁铁，与磁泳显示板11相接触时会在磁泳显示板11上留下痕迹。

所述控制机构d由连接板d1、擦拭磁铁d2、一号连接杆d3、旋转板d4、环形槽d5、滑块d6、二号连接杆d7构成，所述连接板d1设有两个，所述连接板d1与擦拭磁铁d2固定连接，所述擦拭磁铁d2呈对称结构设于画笔c两侧，所述擦拭磁铁d2呈扇形状设立，所述一号连接杆d3与二号连接杆d7结构相同，所述一号连接杆d3与二号连接杆d7通过滑块d6相连接，所述一号连接杆d3与二号连接杆d7呈弧形设立，所述滑块d6安装在环形槽d5内，所述滑块d6与环形槽d5相配合，所述旋转板d4与转轴a机械焊接，所述旋转板d4远离转轴a的一端固定在滑块d6上，所述二号连接杆d7与连接扣c4机械连接，所述一号连接杆d3与连接板d1固定连接，所述一号连接杆d3与二号连接杆d7以及滑块d6牵引下，使得画笔c与擦拭磁铁d2处于相反的工作状态并交替改变工作状态。

所述小球7由光滑层71、球体72、磁块73构成，所述光滑层71为球体72的最外层，所述球体72中央设有矩形腔，所述磁块73以内嵌的形式设于球体72中央，所述球体72与磁块73固定连接。

所述磁块73的质量大小与磁块73在球体72中所在腔体内原本球体72材料所占的质量大小相同，从而保障小球7的运动轨迹不不受重力不均等的影响。

所述一号磁板131上设有触头孔1311、擦拭磁铁框1312构成，所述触头孔1311位于一号磁板131中央，并将该面板贯穿，所述擦拭磁铁框1312设有两个，所述擦拭磁铁框1312关于触头孔1311呈对称结构设立，所述触头孔1311、擦拭磁铁框1312处于同一水平面上。

所述抛物台6上设有与小球7相配合的滑槽，并且该滑槽呈一定弧度设立，便于为小球7做平抛运动提供一定的助力。

所述的轨迹画头13在磁泳显示板11的处于二力平衡的状态，并且轨迹画头13与小球7之间互相吸引，本实验在理想状态下实行，并且在理想状态下，小球7的运动轨迹不受轨迹画头13的影响。

将小球7放置在抛物台6上与小球7相配合的滑槽中，由于球体72外壁为光滑层71，使得小球7的助力更为充足，当小球7从抛物台6上飞出做平抛运动的过程中，球体72中的磁块73与二号磁板133磁性相异，从而小球7吸引并带动轨迹画头13随之运动，在此过程中，轨迹画头13始终在磁泳显示板11上，画笔c的触头c1与磁泳显示板11相接触，并随着小球7运动，从而触头c1在磁泳显示板11上上的运动轨迹就是小球7做平抛运动的轨迹，便于在教学演示的过程中，学生可以直观看清小球7的运动轨迹。

实施例2

请参阅图1-图4，本发明提供一种物理教学用平抛运动演示设备，其结构包括轨迹板1、固定底板2、固定台3、固定节柱4、辅助杆5、抛物台6、小球7，所述轨迹板1与固定底板2互相垂直设立，所述固定底板2平铺设立，所述轨迹板1与固定底板2固定连接，所述固定底板2上设有固定台3，所述固定台3位于固定底板2的一边缘内侧处，所述固定台3上设有固定节柱4，所述固定节柱4机械焊接在固定台3中央，所述固定节柱4两侧均设有辅助杆5，所述辅助杆5与固定节柱4互相平行设立，所述辅助杆5与固定台3机械连接，所述抛物台6位于固定台3正北方向上，并且固定台3与抛物台6之间通过固定节柱4、辅助杆5相连接，所述抛物台6上设有小球7；所述轨迹板1由磁泳显示板11、固定板体12、轨迹画头13构成，所述磁泳显示板11设于固定板体12上，所述磁泳显示板11以内嵌的形式安装在固定板体12上，所述轨迹画头13设于磁泳显示板11上，所述磁泳显示板11与轨迹画头13通过磁力互相吸引；所述轨迹画头13由一号磁板131、涂画球132、二号磁板133构成；所述涂画球132由转轴a、球形腔b、画笔c、控制机构d构成；所述控制机构d由连接板d1、擦拭磁铁d2、一号连接杆d3、旋转板d4、环形槽d5、滑块d6、二号连接杆d7构成，所述连接板d1设有两个，所述连接板d1与擦拭磁铁d2固定连接，所述擦拭磁铁d2呈对称结构设于画笔c两侧，所述擦拭磁铁d2呈扇形状设立，所述一号连接杆d3与二号连接杆d7结构相同，所述一号连接杆d3与二号连接杆d7通过滑块d6相连接，所述一号连接杆d3与二号连接杆d7呈弧形设立，所述滑块d6安装在环形槽d5内，所述滑块d6与环形槽d5相配合，所述旋转板d4与转轴a机械焊接，所述旋转板d4远离转轴a的一端固定在滑块d6上，所述二号连接杆d7与连接扣c4机械连接，所述一号连接杆d3与连接板d1固定连接，所述一号连接杆d3与二号连接杆d7以及滑块d6牵引下，使得画笔c与擦拭磁铁d2处于相反的工作状态并交替改变工作状态。

当完成教学内容之后，转轴a旋转并带动旋转板d4驱动滑块d6在环形槽d5中滑动，当两个转轴a相悖旋转时，旋转板d4带动滑块d6将一号连接杆d3从环形槽d5中推出，使得擦拭磁铁d2被推出擦拭磁铁框1312，并与磁泳显示板11相接触，在此过程中，二号连接杆d7将笔杆c2往笔槽c3内拉进，使得画笔c收起，从而与磁泳显示板11分离，通过手动移动轨迹画头13，使得擦拭磁铁d2将画笔c的运动轨迹覆盖，实现将该痕迹擦拭，便于下次教学使用。

本发明解决的问题是现有的物理教学用平抛演示设备通过不断改变放置板的高度，使小球从不同的高度上抛出，让学生观察到不同高度下小球的平抛运动下落距离，从而加深学生对知识点的理解，而通过观察小球的运动只能准确知道小球的初始位置以及最终位置，无法明确知道小球在不同高度下平抛运动的轨迹之间之间的差异，本发明通过上述部件的互相组合，利用球体72中的磁块73与二号磁板133磁性相异，实现小球7吸引并带动轨迹画头13随之运动，并且在此过程中轨迹画头13始终在磁泳显示板11上，从而画笔c的触头c1在磁泳显示板11上的运动轨迹即为小球7做平抛运动的运动轨迹，通过控制两个转轴a相向或者相悖旋转，实现画笔c与擦拭磁铁d2处于相反的工作状态下，并可交替改变工作状态，达到在教学实验的过程中，学生可以直观观察小球7的运动轨迹，有助于提高教学成果的吸收，并且在教学完毕之后可以将其擦除，实现反复使用，符合环保理念。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神或基本特征的前提下，不仅能够以其他的具体形式实现本发明，还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围，因此本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定，而不是上述说明限定。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种物理教学用平抛运动演示设备，其结构包括轨迹板（1）、固定底板（2）、固定台（3）、固定节柱（4）、辅助杆（5）、抛物台（6）、小球（7），所述轨迹板（1）与固定底板（2）互相垂直设立，所述固定底板（2）平铺设立，所述轨迹板（1）与固定底板（2）固定连接，所述固定底板（2）上设有固定台（3），其特征在于：

所述固定台（3）位于固定底板（2）的一边缘内侧处，所述固定台（3）上设有固定节柱（4），所述固定节柱（4）机械焊接在固定台（3）中央，所述固定节柱（4）两侧均设有辅助杆（5），所述辅助杆（5）与固定节柱（4）互相平行设立，所述辅助杆（5）与固定台（3）机械连接，所述抛物台（6）位于固定台（3）正北方向上，并且固定台（3）与抛物台（6）之间通过固定节柱（4）、辅助杆（5）相连接，所述抛物台（6）上设有小球（7）；

所述轨迹板（1）由磁泳显示板（11）、固定板体（12）、轨迹画头（13）构成，所述磁泳显示板（11）设于固定板体（12）上，所述磁泳显示板（11）以内嵌的形式安装在固定板体（12）上，所述轨迹画头（13）设于磁泳显示板（11）上，所述磁泳显示板（11）与轨迹画头（13）通过磁力互相吸引。

2.根据权利要求1所述一种物理教学用平抛运动演示设备，其特征在于：所述轨迹画头（13）由一号磁板（131）、涂画球（132）、二号磁板（133）构成，所述一号磁板（131）与二号磁板（133）外形相同，所述一号磁板（131）呈圆饼状设立，所述一号磁板（131）与二号磁板（133）之间通过涂画球（132）相连接。

3.根据权利要求2所述一种物理教学用平抛运动演示设备，其特征在于：所述涂画球（132）由转轴（a）、球形腔（b）、画笔（c）、控制机构（d）构成，所述画笔（c）安装在球形腔（b）中央，所述画笔（c）与一号磁板（131）相连接，所述控制机构（d）与画笔（c）相配合，所述控制机构（d）与转轴（a）机械配合，所述控制机构（d）与一号磁板（131）相连接。

4.根据权利要求3所述一种物理教学用平抛运动演示设备，其特征在于：所述画笔（c）由触头（c1）、笔杆（c2）、笔槽（c3）、连接扣（c4）构成，所述触头（c1）与笔杆（c2）固定连接，所述笔杆（c2）与笔槽（c3）滑动配合，所述连接扣（c4）与笔杆（c2）固定连接，所述连接扣（c4）与控制机构（d）相连接。

5.根据权利要求3或4所述一种物理教学用平抛运动演示设备，其特征在于：所述控制机构（d）由连接板（d1）、擦拭磁铁（d2）、一号连接杆（d3）、旋转板（d4）、环形槽（d5）、滑块（d6）、二号连接杆（d7）构成，所述连接板（d1）设有两个，所述连接板（d1）与擦拭磁铁（d2）固定连接，所述一号连接杆（d3）与二号连接杆（d7）结构相同，所述一号连接杆（d3）与二号连接杆（d7）通过滑块（d6）相连接，所述滑块（d6）安装在环形槽（d5）内，所述滑块（d6）与环形槽（d5）相配合，所述旋转板（d4）远离转轴（a）的一端固定在滑块（d6）上，所述二号连接杆（d7）与连接扣（c4）机械连接，所述一号连接杆（d3）与连接板（d1）固定连接。

6.根据权利要求1所述一种物理教学用平抛运动演示设备，其特征在于：所述小球（7）由光滑层（71）、球体（72）、磁块（73）构成，所述光滑层（71）为球体（72）的最外层，所述球体（72）中央设有矩形腔，所述球体（72）与磁块（73）固定连接。

7.根据权利要求6所述一种物理教学用平抛运动演示设备，其特征在于：所述磁块（73）的质量大小与磁块（73）在球体（72）中所在腔体内原本球体（72）材料所占的质量大小相同。

8.根据权利要求2所述一种物理教学用平抛运动演示设备，其特征在于：所述一号磁板（131）上设有触头孔（1311）、擦拭磁铁框（1312）构成，所述触头孔（1311）位于一号磁板（131）中央，所述擦拭磁铁框（1312）关于触头孔（1311）呈对称结构设立，所述触头孔（1311）、擦拭磁铁框（1312）处于同一水平面上。

9.根据权利要求1所述一种物理教学用平抛运动演示设备，其特征在于：所述抛物台（6）上设有与小球（7）相配合的滑槽，并且该滑槽呈一定弧度设立，便于为小球（7）做平抛运动提供一定的助力。

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